汽車尾氣排放的分析研究

羅 鷹，周慧芝

（南通理工學(xué)院，江蘇 南通 226002）

汽車尾氣排放的分析研究

羅 鷹，周慧芝

（南通理工學(xué)院，江蘇 南通 226002）

汽車發(fā)動機(jī)尾氣中含有CO、NO、苯、硫化物等，會給人的身體帶來傷害。而通過對汽車尾氣的分析可以判斷發(fā)動機(jī)存在的故障，從而對汽車尾氣有一定的認(rèn)識。

汽車尾氣；尾氣危害；排放分析

汽油是石油加工的重要產(chǎn)品之一，也是汽油發(fā)動機(jī)的專用燃料，主要成分是C4-C12烴類，為混合烴類物品之一。汽車排放污染物主要來自于燃油燃燒。CO與人的血液的融合性非常地強(qiáng)，能造成血液無法向人體傳送O2，當(dāng)空氣中一氧化碳的濃度超過50μL/L時(shí),會造成人們身體出現(xiàn)很多不適的狀況。有數(shù)據(jù)表明，汽車污染物中烴類化合物是人體致癌物質(zhì)的罪魁禍?zhǔn)?其中還有約46%是由發(fā)動機(jī)排放的污染物有害元素對人的傷害目前還沒有一定的定論。

1 汽車尾氣對人體影響

汽車尾氣主要是氮氧化物。氮氧化物能招致人的呼吸困擾、呼吸道受到感染和哮喘等現(xiàn)象，而使肺功能降低。氮的氧化物由二氧化氮在高溫燃燒下與氧化物生成。當(dāng)氣體中的二氧化氮進(jìn)入肺部，會導(dǎo)致肺毛細(xì)血管通透性增加，出現(xiàn)胸悶、咳嗽、哮喘和肺水腫與其疾病的癥狀。而HC是揮發(fā)物很強(qiáng)混合物，二氧化氮在氣體空氣中遭到陽光照射下，生成藍(lán)光，能夠損害人的眼睛透明度，甚至給人們帶來種種不適應(yīng)狀況。

在發(fā)動機(jī)溫度較低和進(jìn)氣系統(tǒng)不通暢的情況下，烴燃料燃燒不充分會造成汽車發(fā)動機(jī)尾氣產(chǎn)生大量的CO氣體，比如當(dāng)汽車負(fù)荷過大，行駛的速度又比較慢，駕駛員增加燃油的供給量或者是增加節(jié)氣門開度反而會使燃料燃燒不完全，發(fā)動機(jī)尾氣中CO的濃度必然會超過額定值。CO對人體危害最大，一氧化碳經(jīng)呼吸道進(jìn)入血液循環(huán)，人體血液中的血紅蛋白（Hb）與CO親合后生成碳氧血紅蛋白，會導(dǎo)致機(jī)體組織缺氧，削弱血液向各組織輸送氧的功能，特別是大腦和心臟組織缺氧、迷亂，甚至發(fā)生傷亡現(xiàn)象。

2 汽車尾氣分析的應(yīng)用

一輛大眾朗逸1.6L汽車，在行駛的過程中，工作正常，但是一旦松開油門踏板后在怠速工作時(shí)，發(fā)動機(jī)有時(shí)會出現(xiàn)熄火。觀察故障現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)有著明顯的抖動，且發(fā)動機(jī)的怠速不穩(wěn)定；用故障診斷儀發(fā)現(xiàn)無故障碼。檢測到各執(zhí)行器運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)與個(gè)傳感器監(jiān)測到的數(shù)據(jù)，都在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)；在測量點(diǎn)火提前角，發(fā)現(xiàn)也在正常范圍內(nèi)；發(fā)動機(jī)在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會產(chǎn)生CO2、H2O、O2等無害的氣體，同時(shí)也會產(chǎn)生HC、CO、NOX等有害的氣體。因?yàn)槲矚獬煞挚梢泽w現(xiàn)出發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)，可以檢測發(fā)動機(jī)尾氣成分來判斷發(fā)動機(jī)的故障。因?yàn)樵诎l(fā)動機(jī)出現(xiàn)故障的時(shí)候，尾氣成分會出現(xiàn)改變。為了判斷發(fā)動機(jī)故障的位置，可以通過測量發(fā)動機(jī)在不同的工作狀況下尾氣中不同氣體的含量。使用尾氣分析儀檢測結(jié)果如表1所示。

表1 使用尾氣分析儀檢測結(jié)果

通過與大眾朗逸汽車標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)表對比分析：空燃比不正常，HC和CO2的值肯定都會變高，CO的值在0.45左右，CO2的值在14.7，發(fā)動機(jī)混合氣已經(jīng)充分燃燒，這表明點(diǎn)火系應(yīng)該沒什么問題，計(jì)算過量空氣系數(shù)較高，因此可以認(rèn)為混合氣偏稀是導(dǎo)致該發(fā)動機(jī)工作不正常的原因。所以應(yīng)該從進(jìn)氣和燃油系統(tǒng)尋找故障。HC的數(shù)值高，則說明混合氣沒有充分燃燒。致使HC讀數(shù)過高的原因有很多，包括點(diǎn)火正時(shí)不正確、溫度傳感器有異常等因素。CO的數(shù)值越靠近零，則發(fā)動機(jī)工作越正常，混合氣燃燒的越充分，CO數(shù)值高，則表明進(jìn)氣量、燃油供給量有異常，導(dǎo)致異常的原因如噴油系統(tǒng)漏油、燃油的壓力過高、空氣濾清器不干凈等。CO的數(shù)值太低，則表示混合氣濃度過稀，故障原因有：燃油泵損壞導(dǎo)致壓力不足、噴油嘴堵塞導(dǎo)致供油不足、真空助力發(fā)生泄漏、EGR閥損壞等。O2的含量可以最直接的體現(xiàn)出混合氣空燃比。發(fā)動機(jī)中混合氣燃燒的越充分則CO2的值就越高；相比之下，由于在燃燒時(shí)總會有一定的氧氣出現(xiàn)未燃燒狀態(tài)，所以尾氣中氧氣的測量范圍應(yīng)該在1%～2%之間；O2的含量大于2%，表示氧氣過多或則燃油過少導(dǎo)致混合氣濃度過稀。燃油濾清器太臟出現(xiàn)堵塞、燃油泵損壞導(dǎo)致油壓過低、噴油嘴堵塞導(dǎo)致噴油量減少、真空助力損壞、EGR閥損壞等都是致使混合氣濃度過稀的原因。O2的數(shù)值范圍小于1%，表示氧氣過少或燃油過多導(dǎo)致混合氣濃度過高。而空氣濾芯贓物太多導(dǎo)致供氣量不足、燃油泵出現(xiàn)損壞導(dǎo)致壓力過高等都可能致使混合氣濃度過濃。

想知道各個(gè)缸的工作情況，可以用功率平衡試驗(yàn)與尾氣分析儀進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。觀察每個(gè)氣缸CO、CO2的數(shù)值有沒有下降的現(xiàn)象，再觀察HC、O2的數(shù)值有沒有上升的現(xiàn)象，如果有這種現(xiàn)象發(fā)生，那么再觀察變化的數(shù)值是否相同，相同則表示各缸工作都正常。假如其中一個(gè)缸和其它的缸相比較有很小的變化，則說明這個(gè)氣缸工作不正常。再檢查真空管及連接情況現(xiàn)象，PVC系統(tǒng)及碳罐系統(tǒng)，無異常。啟動發(fā)動機(jī)，用化清劑噴灑在EGR閥以及進(jìn)氣管墊附近，發(fā)現(xiàn)怠速突然上升了，但逐漸變得平穩(wěn)下來。把EGR閥拆下觀察，發(fā)現(xiàn)閥內(nèi)有較多積碳，使針閥閉合不嚴(yán)，導(dǎo)致混合氣變淡，從而出現(xiàn)怠速忽上忽下、發(fā)動機(jī)工作不穩(wěn)定而容易熄火的情況，借此可以斷定EGR閥出現(xiàn)故障。拆下EGR閥，并清洗EGR閥門和閥座上面存留的積碳，然后再用研磨膏對閥門和底座進(jìn)行研磨，檢測是否還存在漏氣的現(xiàn)象，經(jīng)重新安裝后試車，發(fā)現(xiàn)怠速平穩(wěn)，用尾氣分析儀再次檢測后數(shù)據(jù)正常。

羅鷹（1972-），男，江蘇南通人，講師，主要研究方向：汽車排放控制技術(shù)。